(17分) 某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分,设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应,待反应停止后,B装置增重,C装置中溶液无变化,反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)
由上述实验事实可知:
(1)①固体M中一定有的物质是______________(填化学式);
②其中一种物质的质量可以确定为___________g(用代数式表示)。
(2)B装置的名称是_______。写出B装置中反应的离子方程式__________________。
(3)C装置的作用是_________________________,如果实验中没有B装置,则C装置中产生的现象是_________________________________________________。
(4)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体,该固体是_____________,要分离出该固体,在实验操作中,除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_________。
(5)通过进一步实验,测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现象的原因可能是_____________
A M中有未反应的铁和硫
B 测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
C A中留有反应生成的气体
D 气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
某化学小组在学习元素周期律知识后,对教材中Cl2将Fe2+氧化成Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化成Fe3+?
环节一:理论推测。
部分同学认为Br2和I2都能将Fe2+氧化成Fe3+,依据是
____________________________________________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化成Fe3+。还有同学认为Br2能将
Fe2+氧化成Fe3+,而I2不能,依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。
环节二:设计实验进行验证。
向大试管中加入适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验。
实验1:
试管 |
操作 |
现象 |
① |
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量红棕色的溴水,振荡试管 |
溶液为黄色 |
② |
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管 |
溶液为黄色 |
环节三:实验现象的分析与解释。
(1)甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe2+氧化,反应的离子方程式为______________________________________________________。
乙同学认为应该补做实验,才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验:
实验2:
操作 |
现象 |
(2)该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论,并提出了两种假设:
假设1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
假设2.________________。
实验3:进行实验以判断假设是否成立。
操作 |
现象 |
向试管②所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间。取出上层溶液,滴加KSCN溶液 |
静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;取上层溶液滴加KSCN溶液后,溶液呈浅红色 |
丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立,丁同学认为不严谨,于是设计了实验4继续探究。
实验4:
操作 |
现象 |
向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间。取出下层溶液,滴加KSCN溶液 |
静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;取下层溶液,向其中滴加KSCN溶液后,溶液没有呈浅红色 |
你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是_____________________。
丁同学根据实验4的现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,从原子结构角度解释原因:_____________________________________________。
某研究小组欲探究SO2的化学性质,设计了如下实验方案。
(1)在B中检验SO2的氧化性,则B中所盛试剂可为________。
(2)在C中装FeCl3溶液,检验SO2的还原性,则C中反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后,D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题:
限选的仪器和试剂:过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L-1盐酸、0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。
(ⅰ)假设一:该白色沉淀为CaSO3;
假设二:该白色沉淀为________;
假设三:该白色沉淀为上述两种物质的混合物。
(ⅱ)基于假设一,填写下表:
实验操作 |
预期现象和结论 |
将D中沉淀过滤,洗涤干净备用 |
|
用另一干净试管取少量沉淀样品,加入______________ |
_________________________ |
(ⅲ)若假设二成立,试写出生成该白色沉淀的化学方程式:
__________________________________________________。
某研究小组在实验室中用铜粉(含铁粉5%以上)制取胆矾(CuSO4·5H2O)并检验其纯度,限选试剂:3 mol·L-1H2SO4溶液、浓硝酸、3%H2O2溶液、0.2 mol·L-1NaOH溶液、20% KSCN溶液、BaCl2溶液。有关物质溶解度如下表(单位g/100 g H2O):
温度/℃ |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
CuSO4 |
14.3 |
20.7 |
28.5 |
40.0 |
55.0 |
75.4 |
Cu(NO3)2 |
81.8 |
124.8 |
163.1 |
181.8 |
207.8 |
247.3 |
(1)完成制取胆矾的实验方案。
实验步骤 |
预期现象 |
步骤1:除铁。将铜粉置于烧杯中,__________________ |
_______________________ |
步骤2:溶解。将步骤1得到的铜粉置于烧杯中, __________________________ |
_______________________ |
步骤3:结晶。将步骤2所得溶液蒸发浓缩至液面有晶膜出现,冷却至室温,过滤得粗产品 |
(2)完成步骤1后,检验铜粉中的铁是否除尽的实验操作是___________。
(3)若胆矾中含有少量Cu(NO3)2·3H2O,测定其中CuSO4·5H2O的含量,实验步骤如下:称量胆矾样品的质量为m1,加水溶解,滴加足量BaCl2溶液,充分反应后过滤,将滤渣烘干、冷却,称得其质量为m2。样品中CuSO4·5H2O的质量分数为________(列出算式)。
某课外活动兴趣小组欲用下列化学试剂在实验室里制取Cl2并验证Cl2的某些化学性质。实验试剂:3 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 NaOH溶液、MnO2、KMnO4、吸收少量SO2的NaOH溶液、浓盐酸、紫色石蕊试液、饱和NaCl溶液、BaCl2溶液、品红溶液。甲小组设计的实验装置图如下,在B中加入吸收少量SO2的NaOH溶液,D中加入1 mol·L-1 NaOH溶液。请回答下列问题:
Ⅰ. (1)写出仪器X的名称:________。
(2)写出A中发生反应的化学方程式:__________________________,不能用E装置代替
A装置的原因是__________________________________________。
(3)C装置的作用是_______________________________________。
(4)甲小组通过该实验要验证Cl2的________(填“漂白性”、“还原性”或“氧化性”)。
(5)乙小组认为甲小组设计的实验装置有缺陷,请你帮助甲小组完善该装置。即还要在________和________(填“A”、“B”、“C”或“D”)装置间连接一个装有________的洗气装置。
Ⅱ.丙小组认为反应一段时间后,B装置溶液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO42—,可能还含有其他的阴离子。
请你设计实验帮助丙小组探究该吸收液中可能存在的其他阴离子。
(1)提出合理假设
假设1:只存在________,或只存在________。
假设2:可能两者都________(填“存在”或“不存在”)。
(2)请设计实验验证假设的正确性:_____________________________。
硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:
[提出猜想]
Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO3一种;
Ⅱ.所得气体的成分可能含有________两种;
Ⅲ.所得气体的成分可能含有________三种。
[实验探究]
实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。
(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→________→________→________→________→②(填接口序号)。
(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水,则证明猜想________正确。
(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同,数据如下:
实验小组 |
称取CuSO4的质量/g |
装置C增加的质量/g |
量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL |
一 |
6.4 |
2.56 |
448 |
二 |
6.4 |
2.56 |
224 |
请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。
第一小组:______________________________________________;
第二小组:_______________________________________________。